KR20210084551A - 컨베이어 벨트용 고무 조성물 및 컨베이어 벨트 - Google Patents

컨베이어 벨트용 고무 조성물 및 컨베이어 벨트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내열성 및 내마모성이 뛰어난 컨베이어 벨트가 될 수 있는 고무 조성물, 및 컨베이어 벨트의 제공을 목적으로 한다. 본 발명은, 에틸렌·1-부텐 공중합체를 적어도 포함하는 고무 성분 100 질량부에 대해, 3산화안티몬 1 ~ 10 질량부와, 식(1)으로 나타내는 화합물 10 ~ 50 질량부를 함유하는, 컨베이어 벨트용 고무 조성물이다. 식(1) 중, R은 불포화 결합을 포함해도 좋은 지방족 탄화수소기를 나타낸다.

Description

컨베이어 벨트용 고무 조성물 및 컨베이어 벨트
본 발명은 컨베이어 벨트용 고무 조성물 및 컨베이어 벨트에 관한다.
종래, 제철소 또는 화학 공장 등에 있어서, 원재료 등의 반송물을 연속 반송하기 위해 벨트 컨베이어가 사용되고 있다. 벨트 컨베이어는 일반적으로 벨트(컨베이어 벨트)를 롤러 등과 같은 구동장치로 이동 또는 회전시켜서, 반송물을 운반하는 장치이다.
상기와 같은 제철소 또는 공장에서는, 예를 들어 벨트 컨베이어에 있어서 마찰열이 발생하거나, 운반물이 고온인 경우가 있기 때문에, 컨베이어 벨트에는 난연성, 내열성이 요구된다.
또한, 컨베이어 벨트에는, 연속 반송을 가능하게 하기 위해, 내마모성이 요구된다.
이와 같은 컨베이어 벨트에 있어서의 커버 고무층의 형성에 이용되는 고무 조성물에 대해, 예를 들어 특허문헌 1에는, 난연성, 내마모성, 내열성이 뛰어난 특성을 컨베이어 벨트에 발휘시킬 수 있는 고무 조성물 등의 제공을 목적으로 하여, 컨베이어 벨트의 커버 고무층의 형성에 이용되는 커버 고무용 고무 조성물에 있어서,
고무와 취소계(臭素系) 난연제를 포함하며,
상기 취소계 난연제는, 취소의 질량이 상기 고무 100 질량부에 대하여 10 질량부 이상 35 질량부 이하로 되도록 함유되어 있고,
상기 고무의 주성분이 에틸렌-프로필렌 고무(EPR)인 커버 고무용 고무 조성물이 기재되어 있다.
일본 공개특허공보 제2018-24530호
이런 가운데, 본 발명자는 특허문헌 1을 참고로 하여 에틸렌-프로필렌 고무를 포함하는 고무 조성물을 조제하고 이를 평가한 바, 이와 같은 고무 조성물은 난연성을 유지할 수 있지만, 내마모성 또는 내마모성이 요즘 요구되고 있는 레벨을 반드시 충족하지 않는 경우가 있는 것이 명확해졌다.
따라서 본 발명은 내열성 및 내마모성이 뛰어난 컨베이어 벨트를 구성할 수 있는 고무 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 내열성 및 내마모성이 뛰어난 컨베이어 벨트를 제공하는 것도 목적으로 한다.
본 발명자는, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 연구한 결과, 에틸렌·1-부텐 공중합체를 적어도 포함하는 고무 성분에 대해, 3산화안티몬과, 특정의 구조식으로 나타내는 화합물을 소정의 양으로 함유함으로써 소망의 효과가 얻어지는 것을 발견하여, 본 발명에 도달하였다.
본 발명은 상기 지견 등에 기초하는 것이며, 구체적으로는 이하의 구성에 의해 상기 과제를 해결하는 것이다.
[1] 에틸렌·1-부텐 공중합체를 적어도 포함하는 고무 성분 100 질량부에 대해,
3산화안티몬 1 ~ 10 질량부와,
하기 식(1)으로 나타내는 화합물 10 ~ 50 질량부를 함유하는, 컨베이어 벨트용 고무 조성물.
Figure pct00001
식(1) 중, R은 불포화 결합을 포함해도 좋은 지방족 탄화수소기를 나타낸다.
[2] 상기 3산화안티몬 및 상기 식(1)으로 나타내는 화합물의 합계 함유량은, 컨베이어 벨트용 고무 조성물 전량에 대해, 5 ~ 20 질량%인, [1]에 기재된 컨베이어 벨트용 고무 조성물.
[3] 상기 식(1)으로 나타내는 화합물의 함유량은 상기 3산화안티몬의 함유량의 1 ~ 10배인, [1] 또는 [2]에 기재된 컨베이어 벨트용 고무 조성물.
[4] 상기 고무 성분이, 추가로, 중량 평균 분자량이 100,000을 넘는 에틸렌·프로필렌 공중합체1을 함유하는, [1] ~ [3] 중 어느 하나에 기재된 컨베이어 벨트용 고무 조성물.
[5] 상기 에틸렌·프로필렌 공중합체1과 상기 에틸렌·1-부텐 공중합체의 질량비(에틸렌·프로필렌 공중합체1/에틸렌·1-부텐 공중합체)가 5/95 ~ 95/5인, [4]에 기재된 컨베이어 벨트용 고무 조성물.
[6] 상기 에틸렌·프로필렌 공중합체1과 상기 에틸렌·1-부텐 공중합체의 질량비(에틸렌·프로필렌 공중합체1/에틸렌·1-부텐 공중합체)가, 20/80 ~ 75/25인, [4] 또는 [5]에 기재된 컨베이어 벨트용 고무 조성물.
[7] 추가로 연화제를 함유하는, [1] ~ [6] 중 어느 하나에 기재된 컨베이어 벨트용 고무 조성물.
[8] 상기 연화제가, 중량 평균 분자량이 100,000 이하의 에틸렌·프로필렌 공중합체2를 적어도 포함하는, [7]에 기재된 컨베이어 벨트용 고무 조성물.
[9] 상기 식(1)으로 나타내는 화합물에 대한 상기 연화제의 질량비(연화제/식(1)으로 나타내는 화합물)가 0.3 ~ 2.0인, [7] 또는 [8]에 기재된 컨베이어 벨트용 고무 조성물.
[10] 상기 식(1)으로 나타내는 화합물에 대한 상기 연화제의 질량비(연화제/식(1)으로 나타내는 화합물)가 0.67 ~ 0.80인, [7] ~ [9] 중 어느 하나에 기재된 컨베이어 벨트용 고무 조성물.
[11] 상기 연화제의 함유량이 상기 고무 성분 100 질량부에 대해 5 ~ 30 질량부인, [7] ~ [10] 중 어느 하나에 기재된 컨베이어 벨트용 고무 조성물.
[12] [1] ~ [11] 중 어느 하나에 기재된 컨베이어 벨트용 고무 조성물을 이용하여 제작된 컨베이어 벨트.
[13] 상기 컨베이어 벨트용 고무 조성물을 이용하여 형성된 커버 고무를 갖는, [12]에 기재된 컨베이어 벨트.
본 발명의 컨베이어 벨트용 고무 조성물에 의하면, 내열성 및 내마모성이 뛰어난 컨베이어 벨트를 제공할 수 있다.
본 발명의 컨베이어 벨트는 내열성 및 내마모성이 뛰어나다.
도 1은 본 발명의 컨베이어 벨트의 일 실시형태의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 컨베이어 벨트의 다른 일 실시형태의 단면도이다.
본 발명에 대해 이하 상세히 설명한다.
또한, 본 명세서에 있어서, (메타)아크릴레이트는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 나타낸다.
또한, 본 명세서에 있어서, 본 명세서에 대해 「~」를 이용하여 나타내는 수치 범위는, 「~」의 전후에 기재되는 수치를 하한치 및 상한치로서 포함하는 범위를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 특히 단정이 없는 한, 각 성분은 그 성분에 해당하는 물질을 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 성분이 2종 이상의 물질을 포함하는 경우, 성분의 함유량은 2종 이상의 물질의 합계 함유량을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 특히 단정이 없는 한, 각 성분은 그 제조 방법에 대해서 특히 제한되지 않는다. 예를 들어, 종래 공지의 방법을 들 수 있다.
본 명세서에 있어서, 내열성 및 내마모성 중 적어도 하나가 보다 뛰어난 것을, 본 발명의 효과가 보다 뛰어나다고 말하는 경우가 있다.
[컨베이어 벨트용 고무 조성물]
본 발명의 컨베이어 벨트용 고무 조성물(본 발명의 조성물)은,
에틸렌·1-부텐 공중합체를 적어도 포함하는 고무 성분 100 질량부에 대해,
3산화안티몬 1 ~ 10 질량부와,
하기 식(1)으로 나타내는 화합물10 ~ 50 질량부를 함유하는, 컨베이어 벨트용 고무 조성물이다.
Figure pct00002
식(1) 중, R은 불포화 결합을 포함해도 좋은 지방족 탄화수소기를 나타낸다.
또한, 상기 식(1)으로 나타내는 화합물을 특정 화합물이라고 칭하는 경우가 있다.
본 발명의 조성물은 이와 같은 구성을 취하기 때문에, 소망의 효과가 얻어지는 것으로 생각된다. 그 이유는 명확하지 않지만, 에틸렌·1-부텐 공중합체를 적어도 포함하는 고무 성분에 대해, 난연조제(難燃助劑)로서 기능할 수 있는 3산화안티몬과, 난연제로서 기능할 수 있는 특정 화합물을 소정의 양으로 함유함으로써, 내열성과 내마모성을 높은 레벨로 밸런스 할 수 있다고 추측된다.
또한, 본 발명의 조성물은, 상기와 같이, 난연조제로서 기능할 수 있는 3산화안티몬과, 난연제로서 기능할 수 있는 특정 화합물을 함유하기 때문에, 본 발명의 조성물에 의하면, 난연성이 뛰어난 컨베이어 벨트를 제조할 수 있다.
이하, 본 발명의 조성물에 함유되는 각 성분에 대해서 상술한다.
<<고무 성분>>
본 발명의 조성물에 함유되는 고무 성분은 에틸렌·1-부텐 공중합체를 적어도 포함한다.
본 발명의 조성물은 에틸렌·1-부텐 공중합체를 포함함으로써, 내열성 및 내마모성이 뛰어나다.
<에틸렌·1-부텐 공중합체>
상기 고무 성분에 적어도 포함되는 에틸렌·1-부텐 공중합체(EBM)는 에틸렌과 1-부텐과의 공중합체라면 특히 제한되지 않는다. 예를 들어, 종래 공지의 것을 들 수 있다.
에틸렌·1-부텐 공중합체는 이를 구성하는 반복 단위가 에틸렌 및 1-부텐만인 공중합체인 것이 바람직한 태양의 하나로서 들 수 있다.
상기 에틸렌·1-부텐 공중합체는, 본 발명의 효과(특히 내열성)가 보다 뛰어나다고 말하는 이유때문에, 에틸렌·1-부텐 공중합체의 125℃에 있어서의 무니 점도(Mooney viscosity)가 20 이상인 것이 바람직하고, 30 이상이 보다 바람직하며, 40 이상이 더욱 바람직하다. 또한, 상기 무니 점도의 상한치는 특히 한정되지 않지만, 70 이하가 바람직하고, 55 이하가 보다 바람직하다.
125℃에 있어서의 무니 점도란, JIS K6300-1:2013에 준하여, L형 로터를 사용하고, 예열시간 1분, 로터의 회전 시간 4분, 시험 온도 125℃의 조건에서 측정한 점도(ML1+4, 125℃)이다(이하 마찬가지).
상기 에틸렌·1-부텐 공중합체의 에틸렌 함유량은 특히 한정되지 않지만, 에틸렌·1-부텐 공중합체에 대해, 60 ~ 90 질량%가 바람직하고, 65 ~ 85 질량%가 보다 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서, 에틸렌·1-부텐 공중합체의 에틸렌 함유량은 ASTM D 3900에 기초하여 산출 가능하다.
((기타의 고무 성분))
상기 고무 성분은 상기 에틸렌·1-부텐 공중합체 이외의 고무 성분(기타의 고무 성분)을 추가로 포함할 수 있다.
(에틸렌·프로필렌 공중합체1)
상기 기타의 고무 성분은, 본 발명의 효과에 의해 뛰어나다고 하는 관점때문에, 중량 평균 분자량이 100,000을 넘는 에틸렌·프로필렌 공중합체1인 것이 바람직하다.
상기 에틸렌·프로필렌 공중합체1은, 중량 평균 분자량이 100,000을 넘는, 에틸렌과 프로필렌과의 공중합체라면 특히 제한되지 않는다. 예를 들어, 종래 공지의 것을 들 수 있다.
상기 에틸렌·프로필렌 공중합체1을 구성하는 프로필렌에 의한 반복 단위의 적어도 일부 또는 모두가 -[CH(-CH3)-CH2]-인 것이 바람직한 태양의 하나로서 들 수 있다. 이 경우, 에틸렌·프로필렌 공중합체1은 상기 -CH3에 의한 분기(分岐)를 가질 수 있다.
상기 에틸렌·프로필렌 공중합체1은 이를 구성하는 반복 단위가 에틸렌 및 프로필렌만인 공중합체인 것이 바람직한 태양의 하나로서 들 수 있다.
상기 에틸렌·프로필렌 공중합체1의 중량 평균 분자량은, 본 발명의 효과에 의해 뛰어나다고 하는 관점때문에, 200,000 ~ 500,000인 것이 바람직하고, 250,000 ~ 400,000인 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 있어서, 에틸렌·프로필렌 공중합체1의 중량 평균 분자량은, 이하의 조건의 겔 퍼미에이션 크로마토그래피(Gel permeation chromatography)(GPC) 측정에 의해 얻어지는 표준 폴리스티렌 환산치로 한다. 후술하는 에틸렌·프로필렌 공중합체2의 중량 평균 분자량도 마찬가지로 한다.
·용매: 테트라히드로퓨란
·검출기: RI 검출기
상기 에틸렌·프로필렌 공중합체1의 에틸렌 함유량은, 본 발명의 효과(특히 내열성)가 보다 뛰어나다고 하는 이유때문에, 에틸렌 함유량이 40 ~ 60 질량%가 바람직하고, 40 질량% 이상 60 질량% 미만이 보다 바람직하며, 45 ~ 55 질량%가 더욱 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서, 에틸렌·프로필렌 공중합체1의 에틸렌 함유량은 ASTM D 3900에 기초하여 산출 가능하다.
(기타의 고무 성분/에틸렌·1-부텐 공중합체)
상기 기타의 고무 성분과 상기 에틸렌·1-부텐 공중합체의 질량비(기타의 고무 성분/에틸렌·1-부텐 공중합체)는 본 발명의 효과(특히 내열성)가 보다 뛰어나다고 하는 이유때문에, 95/5 ~ 0/100인 것이 바람직하다.
상기 고무 성분의 모두가 상기 에틸렌·1-부텐 공중합체인 경우(상기 질량비 0/100), 얻어지는 가황 고무의 초기 및 노화 후의 파단 강도(TB)가 높다고 하는 이유때문에 바람직하다.
(에틸렌·프로필렌 공중합체1/에틸렌·1-부텐 공중합체)
상기 기타의 고무 성분이 상기 에틸렌·프로필렌 공중합체1인 경우, 상기 에틸렌·프로필렌 공중합체1과 상기 에틸렌·1-부텐 공중합체의 질량비(에틸렌·프로필렌 공중합체1/에틸렌·1-부텐 공중합체)는, 본 발명의 효과(특히 내열성)가 보다 뛰어나고, 인장 물성이 뛰어나며(특히 초기 및 노화 후의 파단 시 성장(EB)), 노화 후의 파단 강도가 적절한 범위로 되고, 경도(예를 들어 초기 경도, 노화 후의 경도)가 너무 높지 않다고 하는 이유 때문에, 5/95 ~ 95/5인 것이 바람직하고, 20/80 ~ 75/25가 보다 바람직하며, 50/50 ~ 70/30이 더욱 바람직하고, 55/45 ~ 60/40이 특히 바람직하다.
컨베이어 벨트 재료로서는, 고무 조성물로부터 얻어지는 고무(컨베이어 벨트)의 경도(예를 들어 초기 경도)가 너무 높지 않은 편이, 컨베이어 라인 상에서의 변형에 컨베이어 벨트가 추종하기 쉽고, 컨베이어 벨트를 안정하게 주행시키는 것이 가능해진다고 하는 이유때문에, 바람직하다.
<<3산화안티몬>>
본 발명의 조성물에 함유되는 3산화안티몬(Sb2O3)은 특히 제한되지 않는다.
본 발명에 있어서, 3산화안티몬은 후술하는 특정 화합물에 대한 난연조제로서 기능할 수 있다.
<3산화안티몬의 함유량>
본 발명에 있어서, 3산화안티몬의 함유량은 상기 고무 성분 100 질량부에 대해 1 ~ 10 질량부이다.
3산화안티몬의 함유량이 상기 범위인 것에 의해, 본 발명의 조성물은 난연성, 내열성, 내마모성이 뛰어나다.
상기 3산화안티몬의 함유량은, 본 발명의 효과에 의해 뛰어나고, 난연성이 뛰어나다고 하는 관점때문에, 상기 고무 성분 100 질량부에 대해, 2.0 ~ 9.0 질량부가 바람직하고, 3.0 ~ 7.0 질량부가 보다 바람직하며, 5.0 ~ 7.0 질량부가 더욱 바람직하다.
<<식(1)으로 나타내는 화합물(특정 화합물)>>
본 발명의 조성물에 함유되는 특정 화합물은 하기 식(1)으로 나타내는 화합물이다.
Figure pct00003
식(1) 중, R은 불포화 결합을 포함해도 좋은 지방족 탄화수소기를 나타낸다.
본 발명에 있어서, 특정 화합물은 난연제로서 기능할 수 있다.
상기 지방족 탄화수소기는, 직쇄상(直鎖狀), 분기상(分岐狀), 환상, 또는 이들 조합의 어느 것이라도 좋다. 직쇄상인 것이 호적한 태양으로서 들 수 있다.
상기 지방족 탄화수소기의 탄소수는 특히 제한되지 않는다. 예를 들어, 1 ~ 10으로 할 수 있다. 상기 탄소수는 2 ~ 8이 바람직하다.
상기 지방족 탄화수소기는, 포화여도 불포화여도 좋다. 불포화 결합으로서는, 비닐기, 비닐렌기, 에티닐기, 에티닐렌기를 들 수 있다.
상기 탄화수소기로서는, 예를 들어 메틸렌기, 에틸렌기, 트리메틸렌기, 프로필렌기, 부틸렌기, 펜틸렌기, 헥실렌기, 헵틸렌기, 옥틸렌기를 들 수 있다.
상기 특정 화합물로서는, 예를 들어 비스(펜타브로모페닐)에탄을 들 수 있다.
상기 특정 화합물은, 난연성이 뛰어나다고 하는 관점때문에, 비스(펜타브로모페닐)에탄이 바람직하다.
<특정 화합물의 함유량>
본 발명에 있어서, 특정 화합물의 함유량은 상기 고무 성분 100 질량부에 대해, 10 ~ 50 질량부이다.
특정 화합물의 함유량이 상기 범위인 것에 의해, 본 발명의 조성물은 난연성, 내열성, 내마모성이 뛰어나다.
상기 특정 화합물의 함유량은, 본 발명의 효과에 의해 뛰어나고, 난연성이 뛰어나다고 하는 관점때문에, 상기 고무 성분 100 질량부에 대해, 15.0 ~ 40.0 질량부인 것이 바람직하고, 17.0 ~ 30.0 질량부가 보다 바람직하다.
(3산화안티몬 및 특정 화합물의 합계 함유량)
상기 3산화안티몬 및 특정 화합물의 합계 함유량은, 본 발명의 효과에 의해 뛰어나고, 난연성이 뛰어나다고 하는 관점때문에, 본 발명의 조성물 전량에 대해, 5 ~ 20 질량%인 것이 바람직하고, 7.0 ~ 20.0 질량%가 보다 바람직하고, 9.0 ~ 15.0 질량%가 더욱 바람직하며, 11.3 ~ 14.0 질량%가 특히 바람직하다.
(3산화안티몬에 대한 특정 화합물의 질량비)
또한, 식(1)으로 나타내는 화합물(특정 화합물)의 함유량은, 본 발명의 효과에 의해 뛰어나고, 난연성이 뛰어나다고 하는 관점때문에, 상기 3산화안티몬의 함유량의 1 ~ 10배인 것이 바람직하고, 2.5 ~ 8.0배가 보다 바람직하며, 3.0 ~ 5.0배가 더욱 바람직하다.
(연화제)
본 발명의 조성물은 추가로 연화제를 함유할 수 있다.
본 발명의 조성물이 추가로 연화제를 함유하는 경우, 본 발명의 효과(특히 내열성)에 의해 뛰어나다.
본 발명에 있어서, 연화제는 고무 성분의 경도 또는 점도를 저하시킬 수 있는 기능 및/또는 고무 성분의 혼합성을 향상시키는 기능을 갖는 화합물을 의미한다.
연화제는 일반적으로 고무에 사용할 수 있는 것이라면 특히 제한되지 않는다. 예를 들어, 중량 평균 분자량이 100,000 이하의 에틸렌·프로필렌 공중합체2, 파라핀 오일을 들 수 있다.
파라핀 오일로서는, 예를 들어 직쇄상 지방족 탄화수소를 포함하는 것을 들 수 있다. 또한, 상기 파라핀 오일은 에틸렌·프로필렌 공중합체를 포함하지 않는다.
그 중에서도, 상기 연화제는, 본 발명의 효과에 의해 뛰어나고, 난연성이 뛰어나다고 하는 관점때문에, 중량 평균 분자량이 100,000 이하의 에틸렌·프로필렌 공중합체2를 적어도 포함하는 것이 바람직하다.
상기 에틸렌·프로필렌 공중합체2는 중량 평균 분자량이 100,000 이하인, 에틸렌과 프로필렌과의 공중합체라면 특히 제한되지 않는다.
에틸렌·프로필렌 공중합체2를 구성하는 프로필렌에 의한 반복 단위의 적어도 일부 또는 모두가 -[CH(-CH3)-CH2]-인 것이 바람직한 태양의 하나로서 들 수 있다. 이 경우, 에틸렌·프로필렌 공중합체2는 상기 -CH3에 의한 분기를 가질 수 있다.
상기 에틸렌·프로필렌 공중합체2는, 이를 구성하는 반복 단위가 에틸렌 및 프로필렌만인 공중합체인 것이 바람직한 태양의 하나로서 들 수 있다.
상기 에틸렌·프로필렌 공중합체2의 중량 평균 분자량은, 본 발명의 효과에 의해 뛰어나다고 하는 관점때문에, 50,000이하인 것이 바람직하고, 5,000 ~ 25,000인 것이 보다 바람직하며, 5,500 ~ 20,000인 것이 더욱 바람직하다.
(연화제/식(1)으로 나타내는 화합물)
상기 식(1)으로 나타내는 화합물에 대한 상기 연화제의 질량비(연화제/식(1)으로 나타내는 화합물)는, 본 발명의 효과가 보다 뛰어나고, 난연성이 뛰어나다고 하는 이유때문에, 0.3 ~ 2.0인 것이 바람직하고, 0.67 ~ 0.80이 보다 바람직하다.
(연화제의 함유량)
상기 연화제의 함유량은, 본 발명의 효과가 보다 뛰어나고, 난연성이 뛰어나다고 하는 이유때문에, 상기 고무 성분 100 질량부에 대해, 5 ~ 30 질량부인 것이 바람직하고, 10.0 ~ 20.0 질량부가 보다 바람직하다.
(가교제)
본 발명의 조성물은 추가로 가교제를 함유해도 좋다. 상기 가교제로서, 예를 들어 유기 과산화물, 카르복실산 금속염을 들 수 있다.
상기 유기 과산화물로서는 특히 한정되지 않으며, 종래 공지의 것을 사용할 수 있으며, 그 구체예로서는, 디쿠밀 페록사이드, 디-t-부틸 페록사이드, 1,3-비스(t-부틸페록시이소프로필)벤젠, 4,4'-디(t-부틸페록시)발레산n-부틸, 2,5-디메틸-2,5-비스(t-부틸페록시)헥산 등을 들 수 있다.
상기 유기 과산화물로서는 시판품을 이용할 수 있고, 그 구체예로서는 1,3-비스(t-부틸페록시이소프로필)벤젠(상품명 「파카독스(PERKADOX 14-40」, 가야쿠 아쿠조(Kayaku Akzo)사제) 등을 들 수 있다.
상기 카르복실산 금속염으로서는, 예를 들어 마그네슘(메타)아크릴레이트와 같은 마그네슘염을 들 수 있다.
상기 카르복실산 금속염으로서는 시판품을 이용할 수 있고, 그 구체예로서는 마그네슘 메타크릴레이트(상품명 「하이크로스GT」(세이코 화학(精工化學)사제)) 등을 들 수 있다.
상기 가교제의 함유량은 특히 한정되지 않는다. 예를 들어, 종래 공지에 따라 상기 함유량을 적절히 선택할 수 있다.
(임의 성분)
본 발명의 조성물은, 상기 각 성분 외에, 본 발명의 목적을 손상하지 않는 범위에서, 일반적으로 이용되는 카본 블랙, 아연 산화물(산화 아연), 스테아린산, 노화 방지제 등의 첨가제를 추가로 함유할 수 있다. 이들 첨가제의 함유량은 본 발명의 목적을 손상하지 않는 범위에서 적절히 정할 수 있다.
본 발명의 조성물 제조는 공지의 조건 및 방법에 의해 행할 수 있다. 본 발명의 조성물은 상술한 각 성분을, 예를 들어 반바리 믹서(Bunbury mixer), 니더(Kneader), 롤 등을 이용하여 혼합함으로써 제조할 수 있다.
[컨베이어 벨트]
그 다음에, 본 발명의 컨베이어 벨트에 대해 설명한다.
본 발명의 컨베이어 벨트는 본 발명의 조성물을 이용하여 제작된 컨베이어 벨트이다. 그 형상, 제조 방법 등은 공지의 컨베이어 벨트와 같다.
본 발명의 컨베이어 벨트에 있어서의 어떤 구성 부품에 본 발명의 조성물을 적용할지는 특히 제한되지 않는다. 본 발명의 컨베이어 벨트를 구성하는 고무의 전부 또는 일부가 본 발명의 조성물에 의해 형성되어 있으면 좋다.
본 발명의 조성물이 상기와 같이, 내열성, 내마모성, 난연성이 뛰어나기 때문에, 본 발명의 컨베이어 벨트는 본 발명의 조성물을 이용하여 형성된 커버 고무를 갖는 것이 바람직한 태양의 하나로서 들 수 있다.
본 발명의 컨베이어 벨트의 구체적인 구성으로서는, 예를 들어 하기에 나타내는 바와 같은 것을 들 수 있다. 또한, 본 발명의 컨베이어 벨트는 첨부된 도면에 제한되지 않는다.
본 발명의 컨베이어 벨트의 제1 실시형태를 도 1을 이용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 컨베이어 벨트의 일 실시형태의 단면도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 컨베이어 벨트의 제1 실시형태는, 포층(布層)(1)을 코트 고무(접착 고무)(2)로 피복하여 코어재층(core material layer)으로 하고, 그 외주를 커버 고무(3)로 커버한 컨베이어 벨트(4)이다. 커버 고무(3)는 본 발명의 조성물로 형성되는 것이 바람직하다.
도 1의 컨베이어 벨트(4)는 포층(1)을 코어재로 하는 것이며, 포층(1)의 적층 매수, 커버 고무(3)의 두께나 벨트 폭 등은 사용 목적에 따라 적절히 결정할 수 있다.
포층으로서는, 예를 들어 나일론, 비닐론, 폴리에스테르 등의 합성섬유의 직포(織布)로 이루어지는 범포(帆布)를 들 수 있다.
커버 고무(3)의 두께(T1, T2)는 통상의 경우 1.5 ~ 20 mm 정도로 할 수 있다.
또한, 코트 고무(2)는, 공지의 컨베이어 벨트에 이용되고 있는 코트 고무를 사용할 수 있고, 예를 들어 천연고무(NR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 공중합체 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 에틸렌-프로필렌 고무(EPT), 에틸렌-프로필렌-디엔 고무(EPDM) 등을 고무 성분으로 하는 고무 조성물을 사용할 수 있다.
그 다음에, 본 발명의 컨베이어 벨트의 제2 실시형태를 도 2를 이용하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 컨베이어 벨트의 다른 일 실시형태의 단면도이다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 컨베이어 벨트의 제2 실시형태는, 스틸 코드(5)를 쿠션 고무(접착 고무)(6)로 피복하여 코어재층으로 하고, 그 외주를 커버 고무(7)로 커버한 컨베이어 벨트(8)이다. 커버 고무(7)는 본 발명의 조성물로 형성되는 것이 바람직하다.
컨베이어 벨트(8)는, 직경 0.2 ~ 0.4 mm 정도의 소선을 복수개 합쳐서 꼰 직경 2.0 ~ 9.5 mm 정도의 스틸 코드(5)를 50 ~ 230개 정도 병렬시켜서 코어재로 할 수 있다. 일반적으로, 컨베이어 벨트(8)의 총두께(T)는 10 ~ 50 mm 정도로 할 수 있다.
또한, 쿠션 고무(6)는, 예를 들어 공지의 스틸 컨베이어 벨트에 이용되고 있는 아연 도금 스틸 코드에 접착 가능한 접착 고무를 사용할 수 있고, 구체적으로는 예를 들어 천연고무(NR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 공중합체 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR) 등을 고무 성분으로 하는 고무 조성물을 사용할 수 있다.
본 발명의 컨베이어 벨트는, 예를 들어 통상적인 방법에 따라, 코어재가 되는 포층이나 스틸 코드를 본 발명의 조성물로 형성한 미가황(未加硫)의 고무 시트 간에 개재시키고, 가열 가압하여 가황함으로써 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 가황 조건은 통상 예를 들어 120 ~ 180℃ 전후, 0.1 ~ 4.9 MPa 정도로 10 ~ 90분 정도로 할 수 있다.
본 발명의 컨베이어 벨트는 상술한 본 발명의 조성물을 이용하고 있기 때문에, 내열성, 내마모성이 뛰어나며, 또한 난연성이 뛰어나다.
실시예
이하에 실시예를 예시하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 단 본 발명은 이들에 한정되지 않는다.
<조성물의 제조>
하기 제1 표의 각 성분을 그 표에 나타내는 조성(질량부)으로 이용하고, 이들을 반바리 믹서로 혼합하여, 조성물을 제조했다.
<<난연성>>
<난연성 평가용 샘플의 조제>
상기와 같이 제조된 각 조성물을 이용하여, JIS K6324:2013 「난연성 컨베이어 벨트-등급 및 시험 방법」 7.2.1항의 포층 컨베이어 고무에 준하여 샘플을 제작하고(샘플의 치수는 장변 200 mm, 단변 25 mm), 얻어진 샘플을 난연성 평가용 샘플로서 사용했다. 각 난연성 평가용 샘플(난연성 컨베이어 벨트)에 있어서, 이용된 상기 조성물은 커버 고무를 형성하고, 포층은 코어재를 형성한다.
<난연성의 평가(불꽃 소실 시간)>
·평가 방법
난연성은 JIS K6324:2013 「난연성 컨베이어 벨트-등급 및 시험 방법」의 난연성 평가(불꽃 소실 시간, 단위: 초)에 기초하여, 상기와 같이 얻어진 난연성 평가용 샘플을 이용하여 평가되었다. 결과를 제1 표에 나타낸다.
·평가 기준
본 발명에 있어서, 불꽃 소실 시간이 60초 미만인 경우, 난연성이 뛰어나면 평가하고, 이를 「○」로 표시했다.
불꽃 소실 시간이 60초 이상인 경우, 난연성이 뒤떨어지면 평가했다.
<<인장 물성, 경도>>
<인장 물성 등 평가용 샘플의 조제>
·초기의 인장 물성 등 평가용 샘플
상기와 같이 얻어진 각 조성물을 160℃의 프레스 성형기를 이용하여, 면압(面壓) 3.0 MPa의 압력 하에서 45분간 가황하여, 2 mm 두께의 가황 시트를 제작했다. 이 시트로부터 JIS3호 덤벨상 시험편을 타발하여, 초기의 인장 물성 등 평가용 샘플을 얻었다.
·노화(180℃×168시간) 후의 인장 물성 등 평가용 샘플
상기와 같이 얻어진 초기의 인장 물성 등 평가용 샘플을 180℃의 조건 하에 168시간 방치하는 노화 시험을 행했다. 노화 시험 후에 얻어진 샘플을, 「노화 후의 인장 물성 등 평가용 샘플」이라고 칭한다.
<인장 시험>
·초기의 인장 물성
상기와 같이 얻어진 각 초기의 인장 물성 등 평가용 샘플에 대해, 실온 조건 하에 있어서, 인장 속도 500 mm/분에서의 인장 시험을 JIS K6251:2017에 준거하여 행하고, 파단 강도(TB, 단위 MPa) 및 파단 시 성장(EB, 단위 %)을 측정했다.
결과를 제1 표의 「초기 TB」, 「초기 EB」란에 나타낸다.
초기 TB는 8.0 MPa 이상이 바람직하고, 11.5 MPa 이상이 보다 바람직하다.
초기 EB는 450% 이상이 바람직하고, 500% 이상이 보다 바람직하다.
·노화(180℃×168시간) 후의 인장 물성
상기와 같이 얻어진 각 노화 후의 인장 물성 등 평가용 샘플에 대해서도 상기와 마찬가지로 인장 시험을 행했다.
결과를 제1 표의 「180℃×168시간 후의 TB」, 「180℃×168시간 후의 EB」란에 나타낸다.
180℃×168시간 후의 TB는 6.0 MPa 이상이 바람직하고, 8.0 MPa 이상이 보다 바람직하다.
180℃×168시간 후의 EB는 300% 이상이 바람직하고, 400% 이상이 보다 바람직하고, 500% 이상이 더욱 바람직하다.
<경도>
·초기의 경도
상기와 같이 얻어진 각 초기의 인장 물성 등 평가용 샘플에 대해, 실온 조건 하에 있어서, JIS K6253-3:2012에 준거하여, 스프링식 A형 경도 시험기를 이용하고, 23℃의 조건 하에서, 초기의 경도(Hs)를 측정했다. 결과를 제1 표의 「초기 Hs」란에 나타낸다.
초기의 경도는 60 ~ 75가 바람직하고, 63 ~ 72가 보다 바람직하며, 65 ~ 70이 더욱 바람직하고, 68 ~ 70이 특히 바람직하다.
·노화(180℃×168시간) 후의 경도
상기와 같이 얻어진 각 노화 후의 인장 물성 등 평가용 샘플에 대해서도 상기와 마찬가지로 하여, 노화(180℃×168시간) 후의 경도(Hs)를 측정했다.
결과를 제1 표의 「180℃×168시간 후의 Hs」란에 나타낸다.
180℃×168시간 후의 경도는 80 이하가 바람직하고, 76 이하가 보다 바람직하다.
<<내열성>>
·EB의 변화율[%]
상기와 같이 측정된 초기 EB 및 노화(180℃×168시간) 후의 EB의 값을 하기 식에 적용시켜, 180℃×168시간 노화 후의 성장 변화율[%]을 구했다. 결과를 제1 표의 「내열성」란에 나타낸다.
180℃×168시간 노화 후의 성장 변화율(%)={((180℃×168시간 후의 EB)-(초기EB))/(초기EB)}×100
·평가 기준
본 발명에 있어서, 상기 파단 시 성장의 변화율의 값이 -35% 이상인 경우, 내열성이 뛰어나면 평가했다.
상기 변화율이 -22% 이상인 경우, 내열성에 의해 뛰어나면 평가했다. 또한, 상기 변화율은 그 값이 플러스라도 마이너스라도, 0%에 가까울수록 내열성에 의해 바람직하다.
상기 파단 시 성장의 변화율의 값이 -35% 미만인 경우, 내열성이 뒤떨어지면 평가했다.
<<내마모성>>
<내마모성 평가용 샘플의 조제>
·(초기) 가황 시험체
상기와 같이 얻어진 조성물을 160℃의 프레스 성형기를 이용하여, 면압 3.0 MPa의 압력 하에서 45분간 가황하여, 직경 16 mm, 두께 6 mm의 (초기) 가황 시험체를 제작했다.
<마모 시험>
·마모 시험
상기와 같이 얻어진 각 (초기)가황 시험체를 내마모성 평가용 샘플로서 이용하고, JIS K6264-2:2005에 준거하여, DIN 마모 시험기를 이용하여 실온 하에서 마모 시험을 행하여, 마모량[㎣]을 측정했다. 결과를 제1 표에 나타낸다.
·평가 기준
본 발명에 있어서, 상기 마모량이 160 ㎣ 이하인 경우, 내마모성이 뛰어나면 평가했다.
상기 마모량이 적은 편이, 내마모성에 의해 뛰어나다. 상기 마모량이 150 ㎣ 이하인 경우, 내마모성에 의해 뛰어나다.
상기 마모량이 160 ㎣을 넘을 경우, 내마모성이 뒤떨어지면 평가했다.
Figure pct00004
제1 표에 나타낸 각 성분의 상세는 이하와 같다.
·에틸렌·프로필렌 공중합체(KEP-110): 에틸렌·프로필렌 공중합체, 상품명 「KEP-110」(KUMHO POLYCHEM사제). 상기 에틸렌·프로필렌 공중합체의 중량 평균 분자량은 310,000이며, 그 에틸렌 함유량은 52 질량%이다. 또한, 상기 에틸렌·프로필렌 공중합체(KEP-110)는 중량 평균 분자량이 100,000을 넘기 때문에 상기 에틸렌·프로필렌 공중합체1에 해당한다. 상기 에틸렌·프로필렌 공중합체는 프로필렌에 의한 반복 단위가 적어도 일부 또는 모두가 -CH(-CH3)-CH2-이기 때문에, 상기 -CH3에 의한 분기를 갖는다.
·에틸렌·1-부텐 공중합체(ENGAGE7487): 에틸렌·1-부텐 공중합체, 상품명 「Engage 7487」(다우 케미칼사제). 상기 에틸렌·1-부텐 공중합체의 125℃에 있어서의 무니 점도는 47이며, 그 에틸렌 함유량은 74 질량%이다.
·연화제1(루칸트 HC-3000X): 상품명 「루칸트 HC-3000X」(미쓰이 화학사제). 중량 평균 분자량이 14,000인 에틸렌·프로필렌 공중합체. 연화제1은 중량 평균 분자량 100,000 이하의 에틸렌·프로필렌 공중합체이기 때문에, 상기 에틸렌·프로필렌 공중합체2에 해당한다. 연화제1은 프로필렌에 의한 반복 단위가 적어도 일부 또는 모두가 -CH(-CH3)-CH2-이기 때문에, 상기 -CH3에 의한 분기를 갖는다.
·연화제2(파라핀 오일): 석유계의 직쇄상 포화 탄화수소. 상품명 SUNPAR2280, 일본 선 석유사제
·ISAF급 카본 블랙: 상품명 「니테론 #300」(일철(日鐵) 카본사제)
·산화 아연: 아연 산화물. 상품명 「산화 아연 3종」(세도 화학공업(正同化學工業)사제)
·스테아린산: 상품명 「스테아린산 50S」(지바 지방산(千葉脂肪酸)사제)
·노화 방지제(노크랙MMB): 상품명 「노크랙MMB」(오우치 신흥화학공업(大內新興化學工業)사제)
·가교제1(하이크로스GT): 상품명 「하이크로스GT」(세이코 화학사제)
·가교제2(파카독스14/40): 상품명 「파카독스14-40」(가야쿠 아쿠조사제)
·3산화안티몬: 상품명 「PATOX-M」(니혼 세이코(日本精鑛)사제)
·식(1)으로 나타내는 화합물1: 비스(펜타브로모페닐)에탄. 상품명 「SAYTEX8010」(ALBEMARLE CORPORATION사제)
제1 표에 나타내는 결과로부터 명확한 바와 같이, 에틸렌·1-부텐 공중합체를 함유하지 않고, 그 대신에 100,000을 넘는 에틸렌·프로필렌 공중합체를 함유하는 비교예 1 ~ 3은 내마모성이 뒤떨어졌다.
식(1)으로 나타내는 화합물의 함유량이 소정의 범위를 넘는 비교예 4는 내마모성이 뒤떨어졌다.
에틸렌·1-부텐 공중합체를 함유하지 않고, 대신 100,000을 넘는 에틸렌·프로필렌 공중합체를 함유하고, 연화제로서 파라핀 오일을 함유하는 비교예 5는 내열성, 내마모성이 뒤떨어졌다.
이에 대해, 본 발명의 조성물은 내열성 및 내마모성이 뛰어났다.
또한, 본 발명의 조성물은 난연성이 뛰어났다.
중량 평균 분자량이 100,000을 넘는 에틸렌·프로필렌 공중합체(에틸렌-프로필렌 고무: EPR)를 포함하는 비교예 1과 실시예 1을 비교하면, 비교예 1은 3산화안티몬의 함유량이 1 ~ 10 질량부이며, 식(1)으로 나타내는 화합물의 함유량이 10 ~ 50 질량부라도, 실시예 1보다도 내열성, 내마모성이 낮았다.
비교예 3과 실시예 2와의 비교에서도, 비교예 1과 실시예 1과의 비교와 마찬가지의 결과가 얻어졌다.
이와 같이, 중량 평균 분자량이 100,000을 넘는 에틸렌·프로필렌 공중합체를 에틸렌·1-부텐 공중합체로 대신함으로써, 본 발명의 조성물은 내마모성뿐만 아니라 내열성이 뛰어나다.
1: 포층
2: 코트 고무
3, 7: 커버 고무
4, 8: 컨베이어 벨트
5: 스틸 코드
6: 쿠션 고무

Claims (13)

  1. 에틸렌·1-부텐 공중합체를 적어도 포함하는 고무 성분 100 질량부에 대해,
    3산화안티몬 1 ~ 10 질량부와,
    하기 식(1)으로 나타내는 화합물 10 ~ 50 질량부를 함유하는, 컨베이어 벨트용 고무 조성물.
    [화학식 1]
    Figure pct00005

    식(1) 중, R은 불포화 결합을 포함해도 좋은 지방족 탄화수소기를 나타낸다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 3산화안티몬 및 상기 식(1)으로 나타내는 화합물의 합계 함유량은 컨베이어 벨트용 고무 조성물 전량에 대해, 5 ~ 20 질량%인, 컨베이어 벨트용 고무 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 식(1)으로 나타내는 화합물의 함유량은 상기 3산화안티몬의 함유량의 1 ~ 10배인, 컨베이어 벨트용 고무 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고무 성분이, 추가로, 중량 평균 분자량이 100,000을 넘는 에틸렌·프로필렌 공중합체1을 함유하는, 컨베이어 벨트용 고무 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 에틸렌·프로필렌 공중합체1과 상기 에틸렌·1-부텐 공중합체의 질량비(에틸렌·프로필렌 공중합체1/에틸렌·1-부텐 공중합체)가, 5/95 ~ 95/5인, 컨베이어 벨트용 고무 조성물.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 에틸렌·프로필렌 공중합체1과 상기 에틸렌·1-부텐 공중합체의 질량비(에틸렌·프로필렌 공중합체1/에틸렌·1-부텐 공중합체)가, 20/80 ~ 75/25인, 컨베이어 벨트용 고무 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    추가로, 연화제를 함유하는, 컨베이어 벨트용 고무 조성물.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 연화제가, 중량 평균 분자량이 100,000 이하의 에틸렌·프로필렌 공중합체2를 적어도 포함하는, 컨베이어 벨트용 고무 조성물.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 식(1)으로 나타내는 화합물에 대한 상기 연화제의 질량비(연화제/식(1)으로 나타내는 화합물)가 0.3 ~ 2.0인, 컨베이어 벨트용 고무 조성물.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 식(1)으로 나타내는 화합물에 대한 상기 연화제의 질량비(연화제/식(1)으로 나타내는 화합물)가 0.67 ~ 0.80인, 컨베이어 벨트용 고무 조성물.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연화제의 함유량이, 상기 고무 성분 100 질량부에 대해, 5 ~ 30 질량부인, 컨베이어 벨트용 고무 조성물.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 컨베이어 벨트용 고무 조성물을 이용하여 제작된, 컨베이어 벨트.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 컨베이어 벨트용 고무 조성물을 이용하여 형성된 커버 고무를 갖는, 컨베이어 벨트.
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